地理实习1

以下是我选择的一篇文章，包括其主要内容和我的一些感悟：第一章绪论随着经济的快速发展，我国的高等级公路建设在近几年出现了一个高峰期。由于以前公路环保的短期行为，导致现在防护能力退化，防护效果明显降低。汽车噪声、尾气污染、边坡水土流失、公路沿线生态遭破坏等愈来愈多的环保问题摆在了我们的面前。我国的高等级公路建设起步慢，发展快。在快速发展的高等级公路建设中，面对复杂的生态环境问题，如何利用国内外现有的先进技术，因地制宜，综合规划成为高速公路生态环境的保护和恢复的重要任务。环境的保护离不开对环境信息的采集、处理和应用，对于环境信息而言，具有以下特征：l、空间性一85％以上的环境信息都与空间位置相关。2、复杂性一环境信息处理背景复杂、任务繁多、涉及面广。3、分析性一环境信息处理需要大量的分析性工作，不仅有定性和静态的分析，还有定量、定位和动态的综合评价分析。4、时效性一环境信息通常是海量的，需要高效、准确、及时地处理，有时也特别需要实时处理。5、多元性～环境信息来源多，包括了从监测数据、统计数据、空间数据、遥感数据等不同数据源的数据。6、直观性一环境信息处理结果应具有良好的显示度和较高的可视化程度。地理信息系统(GIS)是由软硬件、地理数据、用户组成，通过对地理数据的集成、存储、检索和分析，生成并输出各种地理信息的计算机系统。在地理信息系统的支持下，开发与应用环境地理信息系统，不仅可以方便地获取、存储、管理和显示各种环境信息，而且可以对环境进行有效的监测、模拟、分析和评价。通过环境地理信息系统的应用，既可以提供环境保护日常管理的质量和效率，加快环境保护信息化进程，又可以提升环境监测管理的层次，是环境管理与规划决策更为科学、快捷与准确。1．1GIS在环境领域中的应用与发展方向l、强调专业模型与空间信息技术的结合由于数据库技术和其他相应技术的成熟，制约环境领域GIS发展的关键已不在数据管理上，而在对所管理的数据进行深层次的开发利用上。从20世纪90年代中期开始，人们就逐渐重视在(：IS框架内建立空间过程数学模型的研究。未来环境分析模型与空间信息技术的紧密结合必将能直接解决复杂的环境问题，提高环境管理的水平和层次，推动环境信息系统从“信息管理”型向“决策支持”和“专家”型更高形式发展。2、组件式GIS(ComGIS)突显重要地位许多环境研究者从多年的实践中认识到，环境地理信息系统的建设不应该建立在单个的桌面GIS平台上，ComGIS是当今GIS发展的重要趋势。如今，著名的GIS软件厂商已由原来向用户提供系统转为提供控件OCX或ActiveX，用户可以很容易的使用VB，VC或Delphi等丌发工具，根据需要选择控件，丌发自己的应用系统。ComGIS能成功解决传统GIS在软件开发、应用系统集成和用户学习使用等方面面临的困难，降低成本，具有无限扩展性等特点，由此，GIS在小型化、实用化上的突破会很大程度地促进我国环境领域中GIS应用从政府部门、科研单位向企业、商用乃至民用发展。3、将真正解决三维、四维空间操作和分析目前的地理信息系统从根本上讲，只是对二维地理事物进行处理，虽能提较为简单的三维显示操作功能，但完全的三维模型和时间模型尚未普遍使用。了描述三维、四维地理实体，在扩充模型及计算机贮存结构上已有突破，但还有完全解决扩充后的数据模型从表示到分析的一系列问题。相信不久的将来，境地理信息系统可以把复杂的、动态的环境变化过程模型化，把用户带进生动逼真、自由的虚拟世界。4、基于Web上的GIS逐渐完现在，互联网技术日新月异，基于Web的GIS出现，并得到应用，环境地信息系统建设从c／s型开始向B／S型，必将逐渐地完善。在日益强调环境信息开和环境管理应加强公众和企业参与的情况下，借助Internet／Intranet和新WebGIS技术，以及未来网络环境下集群(Cluster)、网格(Grid)等新的系统建设策略，可以极大地缩短环境管理的空间距离，飞快地传递、迅速地获取环境信息，促进公众了解自己所置身的环境质量情况和环境问题的根源所在，自觉参与到环境保护中去。5、智能化的GIS研究经久不衰海量的数据和数据库伴随通讯、互联网技术飞速发展并猛烈袭来，人们对智能化GIS的呼声愈来愈高长期以来，此类研究处于艰苦的摸索阶段，被期望能解决复杂的专业问题，擅长于不确定知识表示的系统(ES)虽在环境科学研究中有所应用，但尚未能达到实用程度；面向对象技术应用对象、对象类结构、对象间的通讯来描述客观世界，可以直接定义和处理复杂的地物类型而倍受重视；数据挖掘(DataMining)从海量数据中发现隐含的、先前不知道的、潜在的有用信息，可使GIS查询和分析提高到发知识的新阶段。1．2GIS在国内外公路环境研究现状与发展趋势地理信息系统研究计算机技术与空间数据相结合，通过一系列空间操作和分析方法，提供对规划管理和决策有用的科学信息。GIS已经成为资源调查、环境管理和社会经济分析的主要工具，并已取得了重大的应用成果。许多发达国家已经致力于GIS在公路环境保护领域中的应用并取得了很大进展。如瑞典建立了区域道路数据库(地理信息系统)：德国哈斯工程咨询公司则使用地理信息系统和计算机辅助设计(GIS／CAD)等先进技术手段来完成它所承担的诸如环境协调性研究等项目。一个新的趋势是将具体的应用模型分析技术(例如噪声分析等)、计算机辅助设计技术(CAD)与GIS方法结合起来。以“国家基础地理信息系统”为基础，建立省和地区级公路数据库和广域网络支持的分布式的国道主干线综合地理信息系统，为部、省级行政首脑机关提供一个进行公路环境管理、评价、决策的辅助决策工具。它具有以下优点：(1)可存储公路沿线地理、环境、经济、社会等海量资料，成为融地形地貌、道路、土地、水文、地质、资源等与～体的综合性空间信息系统。(2)能分层存储和显示各种图件(如公路地理位黄图、环境监测布点图、环境工程设计图等)，能将各种环境数据信息与公路线位、环境敏感点的地理位置之间的关系建立在一张公共的底图上用以显示和分析，通过计算机屏幕在图形上查询属性信息，如评价区域某个环境敏感点的污染物浓度或噪声级等。(3)增强了资料的质量校正和更新的潜在能力，使得到的信息更加充实、完善和准确，提高了所收集到的料的价值，保证了对公路环境数据投资的实用：性和持久性。(4)便于用户对大型工程项目进行繁琐的文件保存、归档、更新和检索，并可快速调用有关文件以提高效率。通过GIS进行文件批阅、环境规划决策、打印各种地图和报表，实现公路环境管理工作的地图电子化、管理现代化和规划科学化。然而，GIS在公路环境管理方面的应用也面临着发展上的巨大障碍：它不能为中高级管理者提供直接的决策支持，所取得的效益也往往是间接的、滞后的，未能得到宏观管理、决策和环境工程设计部门的普遍重视。其根本原因在于GIS应用模型分析能力和辅助设计能力的薄弱：它通常只能提供辅助分析、决策过程中的数据级支持，不能提供实质性的决策方案。1．3论文研究目的及意义随着我国公路建设步伐的加快，特别是西部开发对公路建设要求的不断提高，山区高速公路建设进入高速发展时期。在山区高速公路建设及建成使用过程中，对自然生态、景观生态和社会人文环境都会造成一定的影响与破坏。同时，公路周边的环境状况又会对公路的安全产生影响。基于GIS的山区高速公路环境信息系统为山区高速公路环境的动态监测和科学管理提供了一个计算机系统平__台，这对于我们提高山区高速公路的管理水平，促进经济发展，保护生态环境，使公路建设与管理真正起到经济效益、社会效益和生态效益共同实现的作用。所以研究具有很强的现实意义。i．4技术路线系统分析、设计与开发分为以下几个阶段：(1)可行性分析：开展本软件的调研，并制定出任务与具体步骤，进行成本效益分析，编制软件工程计划。(2)系统分析：更加深入地描述软件的功能和性能，确定软件设计的限制和软件同其他系统元素的接口细节，定义软件的有效性需求，并且通过需求分析，逐步细化对软件的要求，描述软件要处理的数据域，并提可转化为数据设计、结构设计和过程设计的数据与功能表示。(3)系统总体设计：根据系统的目标来规划系统的规模，确定系统的各个组成部分，并说明它们在整个系统中的作用与相互关系，以及确定系统的硬件配置，规定系统采用的合适技术规范，以保证系统总体目标的实现。(4)系统详细设计：在总体设计的基础上，确定每个模块具体执行的过程，给出适当的算法描述，对数据库进行物理设计。(5)系统编程实施与测试：在以上设计完成的基础上，对系统的程序进行编制，并用单元测试、集成测试等方法对软件进行测试。第二章系统开发涉及的软件和技术2．1GIS二次开发的实现方式l、独立开发独立开发指不依赖于任何GIS工具软件，从空间数据的采集、编辑到处理分析及结果输出，所有的算法都由开发者独立设计，然后选用某种程序设计语言(如Visua]c++，C#等)，在一定的操作系统平台上编程实现。这种开发方式难度很大，不但要求开发者要有很扎实的GIS理论知识而且还有很强的软件开发能力。这种方式的好处在于：无须依赖任何GIS工具软件，可减少开发成本。但对于大多数开发者来说，能力、时间、财力方面的限制使其开发出来的产品很难在功能上与商业化的GIS工具软件相比，而且在GIS工具软件上省下的钱可能还抵不上开发者在开发过程中绞尽脑汁所花的代价。2、单纯二次开发单纯二次开发指完全借助于GIS工具软件提供的开发语言进行应用系统开发。GIS工具软件大多提供了可供用户进行二次开发的宏语言，如ESRI公司的ArcView提供了Avenue，ArcInfo提供的ArcMacroLanguage(AML)语言，Maplnfo公司的MaplnfoProfessional提供了MapBasic语言等。用户可以利用这些宏语言，以原GIS工具软件为开发平台，开发出针对不同应用对象的应用程序。这种方式省时省心，也可以利用平台提供的基本的GIS功能，但这种二次开发有明显的不足：(1)开发功能弱，综合处理能力不强进行二次开发的宏语言作为编程语言，功能极弱，用它们来开发应用程序仍然不尽如人意。(2)解释执行，效率不高这种方式开发的系统不能脱离GIS平台软件，是解释执行的，效率不高。(3)语言规则千差万别，增加学习开发语言的负担每种GIS软件都按自己的习惯和自定义的语法规则提供二次开发环境，对于己熟悉一种开发环境的人来说，要重新学习新的开发语言，这增加了开发人员的学习负担。3、集成二次开发集成二次开发是指利用专业的GIS工具软件(如ArcView，Maplnfo等)实现GIS的基本功能，以通用软件_丌发工具尤其是可视化开发工具，如VisualBasic，Delphi等为开发平台，进行二者的集成开发。集成二次开发目前主要有如下两种方式：(1)OLE／DDE采用OLE(ObjectLinkingandEmbedding，对象链接与嵌入)自动化技术或DDE技术，用软件开发工具开发前台可执行应用程序，以OLE自动化方式或DDE方式启动61S工具软件在后台执行，利用回调(Ca]】back)技术动态获取其返回信息，实现应用程序中的地理信息处理功能。(2)61S组件利用GIS工具软件生产厂家提供的建立在oCX技术基础上的GIS功能组件(如ESRI的MapObjects、Maplnfo公司的MapX等)，在Delphi、VisualBasiC、．net等编程工具编制的应用程序中，直接将GIS功能嵌入其中，实现地理信息系统的各种功能。2．2组件式地理信息系统的开发2．2．i组件技术组件技术的出现是近年来面向对象技术进入到成熟实用化阶段的具体表现。在组件技术的概念模式下，一个软件系统可以被视为由若干个相互协同工作的对象集合而成，其中每个对象都能提供特定的服务和功能，并且以标准、开放的形式公布出来，以便和其他对象通信和被调用。由于组件技术的出现，软件产业的形式也将会有所改变。大量组件生产商会涌现出来，并推出各具特色的组件产品：软件集成商则利用适当的组件快速生产出用户需要的某些应用系统；大而全的通用产品将逐步减少；很